James Clerk Maxwell – skotlantilainen fyysikko Maxwellin yhtälöiden luoja
James Clerk Maxwell (s. 13. kesäkuuta 1831 Edinburgh - kuoli 5. marraskuuta 1879) oli skotlantilainen matemaatikko, fyysikko ja Maxwellin yhtälöiden löytäjä.
Elämä ja ura
Maxwell syntyi varakkaaseen skotlantilaiseen perheeseen ja näytti lahjakkuutensa varhain sekä matematiikassa että luonnontieteissä. Hän opiskeli Edinburghissa ja myöhemmin Englannissa; uransa aikana hän toimi yliopistotehtävissä ja tutkimustyössä useissa arvostetuissa laitoksissa. Maxwell sai laajaa tunnustusta sekä tieteellisistä julkaisuistaan että opetuspanoksestaan. Myöhemmin hänet nimitettiin Cambridgeen Cavendishin professuurin haltijaksi, missä hän myös vaikutti fysiikan opetuksen ja kokeellisen tutkimuksen kehittymiseen.
Tieteelliset saavutukset
Maxwellin yhtälöt ovat hänen kuuluisin perintönsä: ne yhdistävät sähkön ja magnetismin yhtenäiseksi kenttäteoriaksi. Nämä yhtälöt ennustivat, että valo on sähkömagneettinen aaltoliike ja antoivat laskennallisen yhteyden valon nopeuteen ja sähkömagneettisten aaltojen ominaisuuksiin. Maxwellin yhtälöiden muotoilu loi perustan koko myöhemmälle sähkömagnetismille ja esimerkiksi radiotekniikalle.
Maxwell teki myös merkittäviä panoksia lämpöopin ja tilastollisen fysiikan aloilla. Hän johdatti käsitteitä, jotka johtivat molekyylien nopeuksien jakauman (Maxwellin jakauma) ja myöhemmin Boltzmannin työn kautta muodostuneen Maxwell–Boltzmannin jakauman kehittymiseen. Lisäksi hän esitti kuuluisan ajatuksen "Maxwellin demoni", joka herätti tärkeitä keskusteluja termodynamiikan ja informaation suhteesta.
Monipuolisena tutkijana Maxwell tutki myös valon värioppia ja värikuvausta. Hän toteutti 1861 ensimmäisiä kestävien värivalokuvien kokeellisia esityksiä yhdistämällä kolmea mustavalkoista valokuvaa eri värisuotimilla. Hän julkaisi laajoja töitä myös sähköisistä ilmiöistä (A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873), jotka koottiin ja julkaistiin tieteellisiksi peruslähteiksi tuleville sukupolville.
Maxwell kiinnostui myös tähtitieteestä ja planeettojen rakenteesta: hän tutki Saturnuksen renkaita ja esitti analyysejä niiden stabiilisuudesta sekä rakenteesta. Hän sovelsi matemaattisia menetelmiään laajasti, minkä takia hänen työnsä vaikutti moniin eri fysiikan osa-alueisiin.
Merkitys ja perintö
Maxwellin työn seuraukset näkyvät nykyfysiikassa ja tekniikassa laajasti: sähkötekniikka, optiikka, radiotekniikka, kenttäteoria ja osa modernista termodynamiikasta nojautuvat suoraan tai välillisesti hänen käsitteisiinsä. Maxwellin yhtälöt olivat myös yksi tärkeimmistä lähtökohdista, joiden pohjalta Albert Einstein myöhemmin kehitti suhteellisuusteoriaa.
Maxwellia pidetään yhtenä fysiikan merkittävimmistä hahmoista; häntä arvostetaan Newtontyyppisenä teoreetikkona, joka yhdisti matemaattisen tarkkuuden ja kokeellisen ajattelun. Hänen teoksensa ja käsitteensä ovat edelleen keskeisiä fysiikan opetuksessa ja tutkimuksessa.
Lisätietoja
- Tärkeimpiä julkaisuja: mm. A Treatise on Electricity and Magnetism (1873).
- Merkittäviä aiheita: sähkömagnetismi, valo, värikuvaus, tilastollinen fysiikka, termodynamiikka, tähtitiede.
- Perintö: Maxwellin yhtälöt ovat perusta monille tekniikan ja fysiikan sovelluksille; hän vaikutti merkittävästi modernin fysiikan kehitykseen.
James Clerk Maxwell
Varhainen elämä
Maxwell kasvoi rikkaassa uskonnollisessa perheessä. Vuonna 1845, vain 14-vuotiaana, hän kirjoitti artikkelin, jossa hän kuvaili tapaa piirtää matemaattisia käyriä narunpätkällä. Vuonna 1847 hän aloitti matematiikan opinnot Edinburghin yliopistossa. Vuonna 1850 Maxwell vaihtoi Peterhouseen ja sitten Trinity Collegeen Cambridgen yliopistossa. Hän voitti yliopistolta palkintoja työstään ja sai tutkintotodistuksen vuonna 1854. Vuosina 1855-1872 hän teki tutkimusta värisokeudesta.
Works
Vuonna 1856 Maxwellista tuli luonnonfilosofian (niin tiedettä kutsuttiin silloin) professori Aberdeenin Marischal Collegessa. Hän työskenteli siellä, kunnes Aberdeenin kaksi korkeakoulua yhdistyivät vuonna 1860 ja hän menetti työnsä. Sen jälkeen hänestä tuli Lontoon King's Collegen professori. Vuonna 1861 hänet valittiin Royal Societyn jäseneksi.
Vuonna 1871 hänestä tuli Cambridgen ensimmäinen fysiikan Cavendish-professori. Hän tutki monia asioita, mutta hänet tunnetaan parhaiten sähkömagnetismia ja kaasujen käyttäytymistä koskevista matemaattisista töistään.
Hän asui Glenlair Housessa, perheensä kartanossa lähellä Partonin kylää, Castle Douglasissa Kirkcudbrightshiren maakunnassa. Maxwell kuoli vuonna 1879 syöpään, ja hänet on haudattu Partonin kirkon hautausmaalle.
Parton Kirk, Clerk Maxwellin hauta vasemmalla.
Julkaisut
| Sähkömagnetismi |
|
|
| Sähkö - Magnetismi - Magneettinen permeabiliteetti |
| Sähkövaraus - Coulombin laki - |
| Magnetostaattinen Ampèren laki - Sähkövirta - Magneettikenttä - |
| Elektrodynamiikka Lorentzin voimalaki - emf - Sähkömagneettinen induktio - Faradayn laki - Lenzin laki - Siirtovirta - Maxwellin yhtälöt - Sähkömagneettinen kenttä - Sähkömagneettinen säteily - Liénard-Wiechertin potentiaali - Maxwellin tensori - Pyörrevirta |
| Sähköverkko Sähkönjohtuminen - Sähkövastus - Kapasitanssi - |
| Kovariantti muotoilu Sähkömagneettinen tensori - Sähkömagneettinen jännitys-energia tensori - Nelivirta - Sähkömagneettinen nelipotentiaali - Sähkömagneettinen nelipotentiaali. |
- Maxwell, James Clerk, "On the Description of Oval Curves, and those having a plurality of Focus (geometry)|Foci". Proceedings of the Royal Society of Edinburgh, Vol. ii. 1846.
- Maxwell, James Clerk, "Illustrations of the Dynamical Theory of Gases". 1860.
- Maxwell, James Clerk, "On Physical Lines of Force". 1861.
- Maxwell, James Clerk, "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field". 1865.
- Maxwell, James Clerk, "On Governors Archived 2008-08-29 at the Wayback Machine".From the Proceedings of the Royal Society, No.100. 1868.
- Maxwell, James Clerk, "Theory of Heat". 1871.
- Maxwell, James Clerk, "A Treatise on Electricity and Magnetism". Clarendon Press, Oxford. 1873.
- Maxwell, James Clerk, "Molecules Archived 2007-07-22 at the Wayback Machine". Nature, syyskuu 1873.
- Maxwell, James Clerk, "Matter and Motion", 1876.
- Maxwell, James Clerk, "On the Results of Bernoulli's Theory of Gases as Applied to their Internal Friction, their Diffusion, and their Conductivity for Heat".
- Maxwell, James Clerk, "Eetteri", Encyclopædia Britannica, yhdeksäs painos (1875-89).
| Viranomaisvalvonta | |
| Yleistä |
|
| Kansalliset kirjastot |
|
| Taiteen tutkimuslaitokset |
|
| Tieteelliset tietokannat |
|
| Muut |
|
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Kuka oli James Clerk Maxwell?
V: James Clerk Maxwell oli skotlantilainen matemaatikko, fyysikko ja Maxwellin yhtälöiden löytäjä.
K: Milloin hän syntyi?
V: Hän syntyi 13. kesäkuuta 1831 Edinburghissa.
K: Mitä hän löysi?
V: Hän löysi Maxwellin yhtälöt.
K: Missä hän asui?
V: Hän asui Edinburghissa, Skotlannissa.
K: Milloin hän kuoli?
V: Hän kuoli 5. marraskuuta 1879.
K: Minkä kansallisuuden hän oli?
V: Hän oli skotlantilainen.
K: Mille alalle hän erikoistui? V: Hän erikoistui matematiikkaan ja fysiikkaan.
